备战中考物理二轮 浮力类问题 专项培优 易错 难题含答案解析
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一、初中物理浮力类问题
1.如图所示,台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯,一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没在水中,剪掉木块以后,木块上浮至静止,下列说法正确的是()
A.剪断细线前,木块所受的浮力等于木块的重力
B.剪断细线前,托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和
C.整个过程,水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量
D.整个过程,托盘受到压力的变化量等于木块浮力的变化量
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.木块被用细线吊着浸没在水中,木块受到竖直向下的重力和拉力,以及竖直向上的浮力,浮力等于木块的重力加上绳子对它的拉力,故A错误;
B.根据力的平衡的条件可知,托盘受到的压力等于水杯的重力+水的重力+木块的重力,故B错误;
C.木块浸入水中,此时木块受到的浮力是大于重力的,当绳子剪断后,木块上浮,最终漂浮在水面上,此时浮力等于重力,同时烧杯内水位会下降,下降的这部分水的重力等于木块漂浮在水面上时减少的排开水的重力,即减小的浮力,因为力的作用是相互的,所以水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量,故C正确;
D.把烧杯、水和木块作为一个整体,整个过程中托盘受到的压力始终等于烧杯、水和木块的重力之和,托盘受到压力的不变;而木块剪断细线之后,排开水的体积变小,浮力变小,所以浮力变小,因此整个过程,托盘受到压力的变化量不等于木块浮力的变化量,故D错误。
故选C。
2.在水平桌面上有甲乙两个完全相同的烧杯,两个烧杯内分别盛满密度为ρ甲和ρ乙的两种液体,把两个完全相同的小球轻轻地放入甲、乙烧杯内,静止时如图所示,烧杯对桌面的压强分别为p甲和p乙,小球所受浮力分别为F甲和F乙,下列判断正确的是()
A .F F =甲乙
B .ρρ甲乙>
C .p p =甲乙
D .F F <甲乙
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
AD .由图可知,小球在甲中漂浮,则F 甲=G ,在乙中下沉,则F 乙<G ,又因为两球完全相同,所以F 甲>F 乙,故AD 错误;
B .由图可知,小球在甲中漂浮,则ρ球<ρ甲,在乙中下沉,则ρ球>ρ乙,所以ρ甲>ρ乙,故B 正确;
C .烧杯对桌面的压力等于烧杯、烧杯内液体和小球的总重力,由图知,甲、乙液体体积开始时相同,放入小球后甲中漂浮、乙中下沉,乙中溢出的液体多,故甲烧杯内剩余液体的体积大于乙烧杯内液体的体积,又知ρ甲>ρ乙,根据m =ρV 和G =mg 可知甲烧杯内液体的重力大于乙烧杯内的重力,又因为两烧杯、两小球的重力均相等,故甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力;又因为烧杯的底面积相等,根据F
p S
=可知,甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强,即p 甲>p 乙,故C 错误。
故选B 。
3.如图,小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会逐渐变大,则气泡受到的浮力和气泡内气体压强的变化情况是( )
A .浮力不变,压强不变
B .浮力变小,压强变小
C .浮力变大,压强变大
D .浮力变大,压强变小
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 根据浮排F gV ρ=可知,气泡的体积在变大,那么气泡受到的浮力也在变大;气泡的体积
变大,气体质量不变,那么气泡里面气体的压强在变小。
故选D 。
4.如图所示为我国首艘国产航母山东舰,航母在行驶过程中不发生变化的是( )
A .质量
B .重力方向
C .浮力大小
D .排开水的体积
【答案】B 【解析】 【详解】
航母在行驶过程中,上面的舰载机飞离或者降落航母时,航母的整体质量都会发生变化,但重力的方向不变,总是竖直向下,由于航母是漂浮,所受的浮力大小等于其重力,重力在变化,那么浮力也会变化,根据F gV ρ=浮液排可知,排开水的体积也会发生变化,故选B 。
5.盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上,如图甲所示,容器的底面积为 100cm 2, 容器对桌面的压强为 500Pa ;用细线拴住一金属球,金属球的密度为 8g/cm 3,将金属球浸没在液体中,如图乙所示,容器对桌面的压强为 600Pa ;将细线剪断,金属球沉到容器底部,如图丙所示,容器对桌面的压强为 1500Pa 。
则下列的判断正确的是( )
A .金属球所受浮力是 6N
B .金属球的体积是 100cm 3
C .液体的密度是 0.8g/cm 3
D .金属球对容器底部的压力是 10N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A . 由甲、乙两图可得
1600Pa 500Pa 100Pa p ∆=-=
由 F
p S
=
得,对桌面增加的压力为 4211100Pa 10010m 1N F p S -∆=∆=⨯⨯=
由于对桌面增加的压力
1F G ∆=排
则金属球排开液体的重力为
1N G =排
故金属球受到的浮力为
1N F G ==浮排
故A 错误; B .由甲、丙两图可得
21500Pa 500Pa 1000Pa p ∆=-=
由F
p S
=
得,对桌面增加的压力为 42221000Pa 10010m 10N F p S -∆=∆=⨯⨯=
由于对桌面增加的压力
2F G ∆=
则金属球质量为
10N 1kg 10N kg
G m g =
== 金属球的体积为
33
1000g
125cm 8g cm
m
V ρ
=
=
= 故B 错误;
C .因金属球排开液体的体积为125cm 3,由阿基米德原理浮排F gV ρ=可得
33
631N 800kg m 0.8g 12510m 10N kg
F Vg ρ-=
===⨯⨯浮液 故C 正确;
D .金属球对容器底部的压力
10N 1N 9N F G F =-=-=浮
故D 错误。
故选C 。
6.将浸没在水中的鸡蛋由静止释放,鸡蛋开始下沉,下列说法中正确的是( ) A .鸡蛋由静止释放后只受重力作用 B .鸡蛋所受到的浮力大于重力 C .在水中越深,鸡蛋受到的浮力越大 D .鸡蛋受到的浮力方向始终竖直向上 【答案】D 【解析】
【分析】
本题考查浮力的大小及方向,利用阿基米德原理及物体的浮沉条件。
【详解】
A.浸没在水中的鸡蛋除了受到重力外,还受到水的浮力,故A不正确;
B.鸡蛋由静止释放后,是下沉的,所以是浮力小于重力,故B不正确;
C.鸡蛋浸没在水中后,排开水的体积不变,根据阿基米德原理,其浮力也保持不变,故C 不正确;
D.浮力的方向是竖直向上的,故D正确。
故选D。
7.如图甲所示,盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器重8N,容器的底面积为100cm2,在弹簧测力计下悬挂一个长方体金属块,从水面上方开始以恒定的速度,缓慢直至全部浸没入水中,容器内水的深度由16cm升高到20cm在金属块未触底且水未溢出的过程中,弹簧测力计示数F随时间t变化的图像如图乙所示。
若不计水的阻力,则下列分析不正确的是()
A.金属块未浸入水中时,水对容器底的压强为1600Pa
B.金属块浸没后受到的浮力为4N
C.金属块的密度为2.5×103kg/m3
D.金属块浸没在水中后,容器对桌面的压强为2400Pa
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.物块未放入水中时,容器底受到的水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa
故正确,不符合题意;
B.由图乙可知,空气中弹簧测力计的示数等于物体重力为10N,浸没后弹簧测力计的示数为6N,由称重法可知金属块浸没后受到的浮力为
10N-6N=4N
故正确,不符合题意; C .物块浸没后,水的深度增加量
20cm-16cm =4cm =0.04m h ∆=
物块浸没在水中时物体排开水的体积
2430.01m 0.04m =410m V V S h -==∆=⨯⨯排物
物块的质量
10N =1kg 10N /kg
G m g =
= 物块的密度
33
43
1kg 2.510kg /m 410m m V ρ-=
==⨯⨯物物 故正确,不符合题意;
D .由于力的作用是相互的,液体给物块4N 的浮力,则物块给装置4N 的压力,容器中水的重力为
3322=10kg/m 110m 0.16m 10N /kg=16N G m g V g ρ-==⨯⨯⨯⨯水水水水
因此金属块浸没在水中后,容器对桌面的压强为
322
8N +16N +4N = 2.810Pa 110m
S G F G F p S -===⨯⨯++压容器水 故错误,符合题意。
故选D 。
8.将一底面积为20.01m 的长方体木块用细线栓在个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则下列说法不正确的是( )
A .木块所受到的最大浮力为15N
B .木块重力为9N
C .细线对木块的最大拉力为6N
D .木块刚刚漂浮时其底部受到水的压强为
1500Pa 【答案】D 【解析】
【详解】
A .根据图象可知,木块刚刚漂浮时,木块浸入水中的深度为L 1=9cm ;由于从9cm 到16cm ,木块一直处于漂浮,浸入水中的深度不变;当水面的高度为16cm 时细线刚好张紧,线的拉力为零;直到木块上表面与液面相平,此时水面的高度为22cm ; 所以木块的高度:
L =9cm+(22cm-16cm )=15cm=0.15m ;
则木块的体积:
V 木=S 木L =0.01m 2×0.15m=1.5×10-3m 3,
木块全部淹没时受到的浮力最大为:
F 浮=ρ水gV 排=ρ水gV 木=1×103kg/m 3×10N/kg×1.5×10-3m 3=15N ,
故A 正确,不符合题意;
BD .由图象可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900Pa ,此时木块的重力等于木块受到的浮力,也等于下表面受到水的压力,
G=F 浮=F 下表面=p 下表面S =900Pa×0.01m 2=9N ,
故B 正确,不符合题意,D 错误,符合题意;
C .直到木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件可得,细线对木块的最大拉力为:
F 拉=F 浮-
G =15N-9N=6N ,
故C 正确,不符合题意; 故选D 。
9.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。
将两个完全相同的小球A 、B 分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,B 球有一半体积露出液面,两容器内液面相平。
下列分析正确的是:( )
A .两小球所受浮力A
B F F > B .两种液体的密度2ρρ=甲乙
C .两种液体对容器底部的压强甲乙p p >
D .两种液体对容器底部的压力12
F F =甲乙 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .A 小球在甲中悬浮,
B 小球在乙中漂浮,所受浮力等于各自自身重力,即
A A F G =,
B B F G =
A 、
B 两球完全相同,所以重力相等。
则A 、B 两球所受浮力相同,即A B F F =,故A 错误; B .根据浮水排F gV ρ=
可得,A 小球在甲中悬浮,则A 所受浮力为
A A F gV gV ρρ==甲甲排
B 小球在乙中漂浮且有一半体积露出液面,则B 所受浮力为
'
B B 1
2
F gV gV ρρ=
=排乙乙 由题意可知,A 、B 两球体积相等且所受浮力相等,即
A B A B
F F V V ==
联立可得甲、乙液体密度的关系为1
2
ρρ=甲乙,故B 错误; C . 由于两容器内液面相平,根据液p gh ρ=
可得,两种液体对容器底部的压强分别为
p gh ρ=甲甲 p gh ρ=乙乙
由上可知甲、乙液体的密度的关系是
ρρ<甲乙
所以<
甲乙p p ,故C 错误;
D .由于两容器底面积相同的,根据F
p S
=
可得,两种液体对容器底部的压力分别为 F p S hS g ρ==甲甲甲 F p S hS g ρ==乙乙乙
由上可知甲、乙液体的密度的关系是
12
ρρ=
甲乙 两种液体对容器底部的压力关系为1
2
F F =甲乙,故D 正确。
故选D 。
10.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。
以下相关判断不正确的是( )
A.两个简易密度计所受浮力F甲等于F乙
B.两杯液体的密度ρ甲大于ρ乙
C.两个烧杯底部所受液体的压强P甲小于P乙
D.取出密度计以后,两个烧杯对桌面的压力F甲小于F乙
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由图可知,密度计在两液体中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,F浮=G密,两个密度计完全相同,则重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等;即F甲=F乙,故A正确,不符合题意;
B.由图知,甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据F浮=ρgV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙,故B错误,符合题意;
C.因ρ甲<ρ乙,液面高度相同,则根据p=ρgh可知,两个烧杯底部所受液体的压强p甲<p 乙
,故C正确,不符合题意;
D.由图可知两液体液面相平,并且V排甲>V排乙,则液体的体积V甲<V乙,由于ρ甲<ρ乙,根据m=ρV可知:m甲<m乙,所以G甲<G乙,又因为在水平面上压力等于重力,所以F甲<F乙,故D正确,不符合题意。
故选B。
11.如图甲,将金属球和木球用细绳相连放入某种液体中时,木球露出液面的体积为它自
身体积的1
4
,当把细绳剪断后,金属球沉底,木球露出液面的体积是它自身体积的一半,这
时金属球受到池底对它的支持力为2N,如图乙,若已知金属球和木球的体积之比是1:8,则
A.金属球的重力为2N
B.绳子剪断前,木球所受的浮力为8N
C.金属球的密度为3×103kg/m3
D.绳子剪断前后,两球所受的总浮力相差1N
【答案】C
【解析】
【详解】
ABC.把绳子剪断后,木球漂浮,金属球沉底,此时金属球处于平衡状态,受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力作用,由力的平衡条件可得:
F支持+F浮金=G金--------①
由物体漂浮条件可得:G木=F浮木----------------②
绳子剪断前,金属球受到竖直向上绳子的拉力F、浮力和竖直向下的重力作用,木球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力F,由力的平衡条件可得:
F+F浮金=G金------③,
F浮木′=G木+F------④
由①③可得:F=F支持=2N-------⑤
由②④⑤可得:
F浮木′-F浮木=2N,
因绳子剪断前木球排开水的体积
V排′=(1-1
4
)V木=
3
4
V木,
绳子剪断后木球排开水的体积
V排=(1-1
2
)V木=
1
2
V木
由阿基米德原理可得绳子剪断前后木球的浮力变化量:
ρ水g×3
4
V木 -ρ水g×
1
2
V木=2N,
解得:ρ水gV木=8N---------------⑥
则绳子剪断前,木球所受的浮力:
F浮木′=ρ水g(1-1
4
)V木=
3
4
ρ水gV木=
3
4
×8N=6N,
把G=mg=ρVg和F浮金=ρ水gV金代入①式可得:
F支持+ρ水gV金=ρ金gV金,
整理可得:
(ρ金-ρ水)gV金=F支持=2N-------⑦
由⑥⑦、金属球和木球的体积之比是1:8可得:
ρ金=3ρ水=3×1.0×103kg/m3=3×103kg/m3,
G木=F浮木′-F=6N-2N=4N,
已知V金:V木=1:8,则金属球受到的浮力
F金浮=ρ水gV金=ρ水g×1
8
V木=
1
8
×8N=1N;
金属球的重力
G金=F金浮+F=1N+2N=3N,
故C符合题意,AB不符合题意;
D.绳子剪断前,木球和金属球整体漂浮,则总浮力
F浮前=G木+G金,
绳子剪断前后,两物体所受的总浮力之差为:
F浮前-F浮后=(G木+G金)-(G木+F金浮)=G金-F金浮=F=2N,
故D不符合题意.
50cm的圆柱形容器置于水平桌面上。
在容12.如图甲所示。
重5N、高40cm、底面积为2
20cm、高为15cm的圆柱形物块,物块底部的中心通过一段细线器内放入一个底面积为2
与容器底部相连。
向容器内缓慢注入水直至将其注满,如图乙所示。
已知在注入水的过程中细线对物块的拉力F随水深度h的变化关系图象如图丙所示,下列说法正确的是
()
0.6g/cm
A.物体的密度为3
B.绳子的最大拉力为1N
C.杯中注有400g的水时,杯底对水平桌面的压强为4800Pa
D.杯中注满水后,若再将细线剪断,当物块静止时,液体对容器底部的压强为2090Pa 【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图丙可知,当水深为30cm以后,绳子的拉力不再发生变化,则h=30cm时,圆柱体恰好完全浸没,所以,绳子的长度
L=h-h圆柱体=30cm-15cm=15cm
由图丙可知,当h′=25cm时,圆柱体处于临界状态,受到的浮力和自身的重力相等,此时圆柱体下表面所处的深度
h1=h′-L=25cm-15cm=10cm
圆柱体排开水的体积
V排=S圆柱体h1=20cm2×10cm=200cm3=2×10-4m3
则圆柱体的重力
33431.010kg /m 10N /kg 210m 2N G F gV ρ-===⨯⨯⨯⨯=浮圆柱体水排
由G =mg 可得,圆柱体的质量
2N
0.2kg 10N /kg
G m g =
==圆柱体圆柱体 圆柱体的体积
V 圆柱体=S 圆柱体h 圆柱体=20cm 2×15cm=300cm 3=3×10-4m 3
圆柱体的密度
3343
0.2kg 0.36710kg /m m 10m V ρ-⨯=
=≈⨯圆柱体圆柱体圆柱体 故A 错误;
B .当物体浸没时绳子的拉力最大,此时圆柱体受到的浮力
33431.010kg /m 10N /kg 3103N m F gV ρ-'==⨯⨯⨯⨯=浮水圆柱体
绳子的最大拉力
3N 2N 1N F G F =-'=-=浮拉力
故B 正确;
C .杯中注有400g 的水时,总重力为
G 总=m 水g +G 容+G 圆柱体=0.4kg×10N/kg+5N+2N=11N
则对桌面压力等于重力为11N ,故可求对桌面压强为
33311N 2.210Pa 510m
F p S -=
==⨯⨯压桌容 故C 错误;
D .杯中注满水后,若再将细线剪断,当物块静止时,水和木块浸入水中的总体积
V =V 容-V 物+V 排=2×10-3m 3-1×10-4m 3+2×10-4m 3=1.9×10-3m 3
容器内水的深度
332
3
m 0.38m 51019m .10V h S --===⨯⨯深容器
液体对容器底部的压强
331.010kg /m 10N /kg 0.38m 3800Pa p gh ρ'==⨯⨯⨯=水深度
故D 错误。
故选B 。
13.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲);图(乙)是弹簧测力计示数F 与物体下降高度h 变化关系的图像,则下列说法中正确的是
A .物体的体积是500cm 3
B .物体受到的最大浮力是5N
C .物体的密度是332.2510kg /m ⨯
D .物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
由乙图可知,物体重9N ,全部浸入水中时受到的浮力是9N-5N=4N ,刚刚浸没时上表面受到水的压力为0,所以下表面受到水的压力等于浮力4N ,则BD 错误; 物体浸没时
-43
33
4==
==4101.010/10/F N V V m g kg m N kg
ρ⨯⨯⨯浮物排液, 故A 错误; 物体的密度:
33
-43
9= 2.2510/10/410m G N kg m V gV N kg m ρ=
==⨯⨯⨯, 故C 正确。
故答案为C 。
14.桌面上容器内盛有水,在一试管里面放一小球后,浮在水面上。
如图所示,现将小球取出,放入水中,下沉容器底部,试管仍浮在水面上,则( )
A .液面下降
B .液面上升
C .容器底受到水的压强不变
D .桌面受到的压强变小
【答案】A 【解析】
【分析】 【详解】
AB .当小球在试管中时,试管处于漂浮状态,浮力等于试管和小球的总重力;当将小球取出并放入杯内水中时,小球下沉,试管仍竖直漂浮在水面上,小球受到的浮力小于重力,试管受到的浮力等于其重力,即总浮力减小;由F gV ρ=浮水排可知,排开水的体积减小,即大烧杯中的水面降低,故A 符合题意,B 不符合题意;
C .烧杯中的水面降低,由p gh ρ=可知,大烧杯底部受到的液体的压强变小,故C 不符合题意;
D .将小球取出,放入水中,烧杯、水、试管、小球的总重力不变,对桌面的压力不变,根据F
p S
=
知桌面受到的压强不变,故D 不符合题意。
故选A 。
15.重为 5N 的小球轻放入装满水的烧杯中,溢出重为 4N 的水。若将该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,已知 ρ酒<ρ 水,则溢出酒精的重力大小( ) A .一定小于4牛 B .可能等于5牛 C .一定等于4牛 D .可能大于5牛
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由于小球轻放入装满水的烧杯中,溢出重为4牛的水,则由阿基米德原理可知,小球在水中受到的浮力为
F 浮=
G 排=4N
小球的重力G =5N ,则G >F 浮,所以由浮沉条件可知,小球在水中会下沉到烧杯的底部,小球的密度ρ球>ρ水,根据F 浮=ρ水gV 排可知小球的体积为
F V V g
ρ==
浮
排水 由于
ρ酒<ρ水,ρ球>ρ水
则ρ球>ρ酒;根据物体的浮沉条件可知,该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,一定会下沉;则小球此时受到浮力
F F gV g F g ρ
ρρρρ'==⨯
=⨯浮酒酒酒浮浮水水
由于ρ酒<ρ水,所以
F 浮′<F 浮=4N
根据阿基米德原理可知,溢出酒精的重力大小一定小于4N 。
故选A 。
16.如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态。
下列判断正确的是( )
A .甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B .鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F 浮和F′浮,则F 浮>F′浮
C .放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F 甲和F 乙,则F 甲>F 乙
D .放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p 甲和p 乙,则p 甲=p 乙 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)同一只鸡蛋无论漂浮或悬浮,其浮力都等于排开盐水的重,也等于自身的重力;在浮力相同时,排开的液体体积越大,说明液体的密度是越小的;
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此可知甲、乙两烧杯对桌面的压力关系; (3)粗细均匀容器底部受到的压力等于液体的重力和漂浮(或悬浮)物体的重力之和,根据
F
p S =
判断甲、乙两烧杯底部受到的压强关系。
【详解】 AB .因为鸡蛋在甲中悬浮、乙中漂浮,所以浮力都等于自身的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力相等,根据F gV ρ=浮液排可知,在浮力相同时,甲杯中的V 排大,则ρ甲小于ρ乙,故AB 错误;
C .因甲、乙两个烧杯完全相同,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和G mg =可知,放入鸡蛋后甲、乙两烧杯对桌面的压力相等,故C 错误;
D .烧杯粗细均匀,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,所以甲、乙两烧杯底部受到的压力相等,因两烧杯底面积S 相同,根据F
p S
=可知,两只杯子底部受到液体的压强相同,故D 正确。
故选D 。
17.水平桌面上放置一底面积为S 的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为
A m 、
B m 、
C m ,密度分别为A ρ、B ρ、C ρ的均匀实心小球A 、B 、C 放入液体中,A 球
漂浮、B 球悬浮、C 球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为F A 、F B 、F C 。
下列选项正确的是( )
A .若A
B
C m m m ==,则A B C F F F =< B .将C 球截去部分后,剩余部分可能上浮
C .只取出A 球,容器中液面的高度降低了A
B m S
ρ
D .三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了()A B C g m m m S
++ 【答案】C 【解析】 【分析】
由图可知,小球A 漂浮,小球B 悬浮,小球C 沉底;
(1)当A B C m m m ==时三小球的重力相等,物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,据此判断三小球受到的浮力关系; (2)物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,将C 球截去部分后,剩余部分的密度不变,据此判断剩余部分在液体中的状态;
(3)由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知液体的密度,小球A 漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出小球A 排开液体的体积,根据V Sh =求出只取出A 球时容器中液面的高度降低的高度;
(4)物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据m
V
ρ=
求出B 球和C 球排开液体的体积,进一步求出三球放入液体后排开液体的总体积,利用V Sh =求出容器内液体上升的高度,利用p gh ρ=求出三球放入液体前后液体对容器底部的压强的变化量。
【详解】
由图可知,小球A 漂浮,小球B 悬浮,小球C 沉底;
A .若A
B
C m m m ==,则三个小球的重力相同,因物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,则小球A 和B 受到的浮力等于自身的重力,小球C 受到的浮力小于自身的重力,则A B C F F F =>,故A 错误;
B .因物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,则将
C 球截去部分后,剩余部分的密度不变,剩余部分一定仍沉底,故B 错误;
C .由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知,液体的密度为B ρ,小球A 漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,即
A A A F G m g ==浮
由浮排F gV ρ=
可得,小球A 排开液体的体积
A A A A
B B
F m g m V g g ρρρ===浮排液
只取出A 球,容器中液面降低的高度
A
A B A B m V m h S S S
ρρ∆=
==排
故C 正确;
D .因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由m
V
ρ=可得,B 球和C 球排开液体的体积分别为
B
B B B
m V V ρ==
排,C
C C C
m V V ρ==
排
三球放入液体后,排开液体的总体积
C
A
B
A B C B
B
C
m m m V V V V ρρρ=++=
+
+
排排排排
容器内液体上升的高度
C
A
B
B
B
C m m m h V S S
ρρρ+
+
∆'==
排
三球放入液体前后,液体对容器底部的压强的变化量
C
A
B
B
B
C
C B A B C ()B m m m m g p g h g
m m S
S
ρρρρρρρ+
+
∆=∆'==++
液
故D 错误。
故选C 。
18.如图所示,a 、b 、c 是三个实心小球,其中a 与b 质量相等,b 与c 体积相同;放入水中后,a 球漂浮、b 球悬浮、c 球沉底,则下列判断中正确的是
A .它们的体积关系是:a b c V V V <=
B .它们的重力关系是:a b c G G G =>
C .它们的密度关系是:b a c ρρρ>>
D .它们所受的浮力关系是:a b c F F F == 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .由题图可知,a 漂浮,b 悬浮,则
a a V V <排,
b b V V =排
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,所以
a a F G =,
b b F G =
因为a 与b 质量相等,则物体的重力相等,所以浮力a b =F F ;因为浮排F gV ρ=
,所以
a b V V =排排
所以
a b V V >
由题干可知
b c V V =
所以
a b c V V V >=
故A 错误;
B .因为b 悬浮,c 沉入底部,所以
b b F G =,
c c F G <
因为b 与c 体积相同,所以根据浮排F gV ρ=
可知b c F F =,所以b c G G <;则
a b c G G G =<
故B 错误;
C .因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,所以根据a 漂浮、b 悬浮、c 沉入底部可知
a b c ρρρ<<
故C 错误;
D .由上分析可知:浮力大小关系为
a b c F F F ==
故D 正确。
故选D 。
19.先把一个重为0.5N 的木块放人装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态;再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒人浓盐水并观察现象。
本实验下列判断错误的是( ) A .在水中静止时,木块受到的浮力为0.5N B .加入盐水后,木块受到的浮力将变大 C .加入盐水后,木块排开盐水的体积将变小 D .加入盐水后,木块排开盐水的质量将不变 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .静止时漂浮,浮力大小等于重力为0.5N ,故A 正确,A 不符合题意;
B .加入盐水后,木块仍然漂浮,所以浮力大小等于重力,保持不变,故B 错误,B 符合题意;
C .加入盐水后,浮力不变,根据公式=F V g
ρ浮
排液 可知,ρ液变大,所以排开盐水的体积变小,故C 正确,C 不符合题意;
D .加入盐水后,浮力不变,根据阿基米德原理,浮力大小等于排开液体的重力,所以排开盐水的重力不变,质量不变,故D 正确,D 不符合题意。
故选B 。
20.如图所示,在盛有水的圆柱形容器内,体积为100cm 3实心物块甲放在实心木块乙上,木块乙漂浮在水面上,木块受的浮力为F 1,水对容器底部的压强为p 1;现将甲取下并浸没水中,静止时,容器对甲的支持力为N ,木块静止时受的浮力为F 2,水对容器底部的压强为p 2,水面深度变化5cm 。
已知木块乙的质量为400g ,圆柱形容器的底面积为200cm 2(g 取10N/kg ),则下列说法中正确的是( )
A .p 1<p 2
B .容器对甲的支持力N 为2N
C .甲的密度为2.1×103kg/m 3
D .F 1与F 2的差值为11N 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .甲和乙漂浮可知。